TWI699247B - 連續鑄造方法、平板鑄片、及連續鑄造機 - Google Patents

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Abstract

連續鑄造方法是藉由第一電磁攪拌裝置、及比前述第一電磁攪拌裝置更配置於前述鑄片之搬送方向下游側的第二電磁攪拌裝置，各別攪拌從鑄模所搬送之鑄片內的未凝固部之後，藉由軋縮輥來軋縮前述鑄片之連續鑄造方法，前述第一電磁攪拌裝置會對前述鑄片交互地賦予使前述未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝前述鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力、及使前述未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝前述鑄片之寬度方向另一側流動的另一側電磁力。

Description

連續鑄造方法、平板鑄片、及連續鑄造機
發明領域 本案所揭示之技術是有關於一種連續鑄造方法、平板(slab)鑄片、及連續鑄造機。
發明背景 已有一種藉由電磁攪拌裝置來攪拌從鑄模所搬送之鑄片內的未凝固部的連續鑄造方法(例如，日本專利特開2010-179342號公報、國際專利公開第2009/133739號、及日本專利特開2005-305517號公報)。
發明概要 發明欲解決之課題 又，已有一種會將因為偏析(凝固偏析)而濃化了規定成分之熔鋼(以下稱作「濃化熔鋼」)作為宏觀偏析(macro segregation)而殘存於鑄片一事加以抑制的技術。作為該技術，已有一種藉由軋縮輥來軋縮具有未凝固部之鑄片，並將未凝固部內之濃化熔鋼從軋縮輥朝鑄模側推回(排出)的技術。
然而，已從軋縮輥朝鑄模側推回之濃化熔鋼會難以與從鑄模朝軋縮輥搬送之熔鋼(母熔鋼)混合。因此，為了抑制濃化熔鋼作為宏觀偏析而殘存於鑄片，仍有更進一步改善的余地。
又，當鑄片之未凝固部內存在複數個枝晶(dendrite)時，該等枝晶會成為從軋縮輥朝鑄模側推回之濃化熔鋼的流動阻力(障礙)。因此，會變得難以從軋縮輥朝鑄模側推回濃化熔鋼，從而變得容易在鑄片中殘存宏觀偏析。
此外，在相鄰的枝晶間，半宏觀偏析(semi-macro segregation)會容易被捕捉。因此，當鑄片之未凝固部內存在枝晶時，會變得容易在鑄片中殘存半宏觀偏析。
本案所揭示之技術的目的在於減低鑄片之宏觀偏析及半宏觀偏析。 用以解決課題之手段
第1態樣之連續鑄造方法是藉由第一電磁攪拌裝置、及比前述第一電磁攪拌裝置更配置於前述鑄片之搬送方向下游側的第二電磁攪拌裝置，各別攪拌從鑄模所搬送之鑄片內的未凝固部之後，藉由軋縮輥來軋縮前述鑄片之連續鑄造方法，前述第一電磁攪拌裝置會對前述鑄片交互地賦予使前述未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝前述鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力、及使前述未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝前述鑄片之寬度方向另一側流動的另一側電磁力。
根據第1態樣之連續鑄造方法，會藉由第一電磁攪拌裝置、及第二電磁攪拌裝置，各別攪拌從鑄模所搬送之鑄片內的未凝固部。
接著，藉由軋縮輥來軋縮具有未凝固部之鑄片。藉此，未凝固部內之濃化熔鋼會從軋縮輥朝鑄模側推回(排出)。
又，第一電磁攪拌裝置會對鑄片交互地賦予使未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力、及使未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝鑄片之寬度方向另一側流動的另一側電磁力。
如此地，藉由其中一側電磁力來使未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝鑄片之寬度方向其中一側流動，藉此便會有規定值以上的剪力作用於未凝固部內的枝晶之前端部。與此同樣地，藉由另一側電磁力來使未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝鑄片之寬度方向另一側流動，藉此便會有規定值以上的剪力作用於未凝固部內的枝晶之前端部。其結果，枝晶之前端部會被切斷，而變得容易生成等軸晶。
此外，第一電磁攪拌裝置會對鑄片交互地賦予其中一側電磁力、及另一側電磁力。藉此，本態樣中，相較於藉由第一電磁攪拌裝置來使未凝固部僅朝鑄片之寬度方向其中一側流動的情況，未凝固部內的枝晶之前端部會變得容易被切斷。
而且，若枝晶之前端部被切斷，從軋縮輥朝鑄模側推回之濃化熔鋼的流動阻力(障礙物)便會減少。藉此，會變得容易從軋縮輥朝鑄模側推回濃化熔鋼。因此，會更加抑制濃化熔鋼作為宏觀偏析而殘存於鑄片的情況。
又，藉由第一電磁攪拌裝置來切斷枝晶之前端部，藉此便會減少在枝晶間被捕捉的半宏觀偏析。因此，會抑制半宏觀偏析殘存於鑄片的情況。
如此地，本態樣中，可以減低鑄片的宏觀偏析及半宏觀偏析。
第2態樣之連續鑄造方法是在第1態樣之連續鑄造方法中，前述第一電磁攪拌裝置會間歇地對前述鑄片賦予前述其中一側電磁力、及前述另一側電磁力。
根據上述之連續鑄造方法，第一電磁攪拌裝置會間歇地對鑄片賦予其中一側電磁力、及另一側電磁力。亦即，第一電磁攪拌裝置會隔開時間來對鑄片賦予其中一側電磁力、及另一側電磁力。
藉此，例如，從停止對鑄片賦予其中一側電磁力之後到開始賦予另一側電磁力為止的期間，未凝固部的流動速度會減少。因此，在開始對鑄片賦予另一側電磁力時，未凝固部之流動方向的反轉會順利地進行，未凝固部會變得容易朝鑄片之寬度方向另一側流動。與此同樣地，在賦予至鑄片的電磁力從另一側電磁力切換為其中一側電磁力時，未凝固部之流動方向的反轉也會順利地進行，未凝固部會變得容易朝鑄片之寬度方向其中一側流動。
因此，可以減低第一電磁攪拌裝置的消耗電力，並切斷未凝固部內的枝晶之前端部。
第3態樣之連續鑄造方法是在第1態樣或第2態樣之連續鑄造方法中，前述鑄片具有內包前述未凝固部的凝固殼部，且，對前述第一電磁攪拌裝置施加滿足式(1)的交流電流，以使該第一電磁攪拌裝置產生前述其中一側電磁力、及前述另一側電磁力。
根據上述之連續鑄造方法，會對第一電磁攪拌裝置施加滿足式(1)的交流電流，以使第一電磁攪拌裝置產生其中一側電磁力、及另一側電磁力。
此處，未凝固部內的枝晶之前端部的位置會因應凝固殼部的厚度而變動。具體而言，若凝固殼部的厚度變厚，枝晶之前端部的位置便會朝鑄片之厚度方向的中心側移動。另一方面，若凝固殼部的厚度變薄，枝晶之前端部的位置便會朝鑄片之厚度方向的表面側移動。
又，電磁力(其中一側電磁力及另一側電磁力)對鑄片的深度(滲透深度)會依施加於第一電磁攪拌裝置之交流電流的頻率而變動。具體而言，若施加於第一電磁攪拌裝置之交流電流的頻率變小，電磁力對鑄片的滲透深度就會變深。另一方面，若施加於第一電磁攪拌裝置之電磁線圈之交流電流的頻率增大，電磁力對鑄片的滲透深度就會變淺。
因此，本態樣中，會將滿足式(1)之頻率的交流電流施加於第一電磁攪拌裝置。具體而言，隨著凝固殼部的厚度變厚，會縮小施加於第一電磁攪拌裝置之交流電流的頻率。另一方面，隨著凝固殼部的厚度變薄，會增大施加於第一電磁攪拌裝置之交流電流的頻率。
藉此，不論凝固殼部的厚度為何，皆可使其中一側電磁力及另一側電磁力作用於枝晶之前端部。因此，可以有效率地切斷枝晶之前端部。
第4態樣之連續鑄造方法是在第1態樣至第3態樣中任一態樣之連續鑄造方法中，前述其中一側電磁力及前述另一側電磁力是各別將前述未凝固部之凝固界面上的流動速度設為5cm/s以上。
根據上述之連續鑄造方法，會藉由其中一側電磁力及另一側電磁力，各別將未凝固部之凝固界面上的流動速度設為5cm/s以上。藉此，可以有效率地切斷枝晶之前端部。
第5態樣之連續鑄造方法是在第1態樣至第4態樣中任一態樣之連續鑄造方法中，前述第二電磁攪拌裝置會攪拌已藉由前述軋縮輥朝前述鑄模側推回之前述未凝固部內的熔鋼。
根據上述之連續鑄造方法，第二電磁攪拌裝置會攪拌(電磁攪拌)已從軋縮輥朝鑄模側推回之未凝固部內的濃化熔鋼。藉此，已從軋縮輥朝鑄模側推回之濃化熔鋼會變得容易與從鑄模朝軋縮輥搬送之熔鋼(母熔鋼)混合。其結果，濃化熔鋼會被稀釋。因此，會抑制濃化熔鋼作為宏觀偏析而殘存於鑄片的情況。
第6態樣之連續鑄造方法是在第1態樣至第5態樣中任一態樣之連續鑄造方法中，前述第二電磁攪拌裝置會對前述鑄片交互地賦予使前述未凝固部朝前述鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力、及使前述未凝固部朝前述鑄片之寬度方向另一側流動的另一側電磁力。
根據上述之連續鑄造方法，第二電磁攪拌裝置會對鑄片交互地賦予使未凝固部朝鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力、及使未凝固部朝鑄片之寬度方向另一側流動的另一側電磁力。藉此，已從軋縮輥朝鑄模側推回之濃化熔鋼會變得更加容易與從鑄模朝軋縮輥搬送之熔鋼(母熔鋼)混合。其結果，濃化熔鋼會被稀釋。因此，會更加抑制濃化熔鋼作為宏觀偏析而殘存於鑄片的情況。
第7態樣之連續鑄造方法是在第1態樣至第6態樣中任一態樣之連續鑄造方法中，將前述鑄片的厚度設在250~300mm的範圍內，且將前述鑄片的搬送速度設在0.7~1.1m/min的範圍內，並在從前述鑄模內的彎液面(meniscus)沿著前述鑄片之搬送方向朝下游側6~10m的範圍內配置前述第一電磁攪拌裝置。
根據上述之連續鑄造方法，會將鑄片的厚度設在250~300mm的範圍內。又，將鑄片的搬送速度設在0.7~1.1m/min的範圍內。此外，將第一電磁攪拌裝置配置於從鑄模內的彎液面沿著鑄片之搬送方向朝下游側6~10m的範圍內。
藉此，可以藉由第一電磁攪拌裝置有效率地切斷鑄片之未凝固部內的枝晶之前端部，而生成等軸晶。因此，可以更加減低鑄片的宏觀偏析及半宏觀偏析。
第8態樣之平板鑄片具備：中心負偏析帶，生成於平板鑄片之厚度方向的中心區域，且Mn偏析度之最低值在0.92~0.95的範圍內；表面側負偏析帶，生成於前述平板鑄片中之式(3)的區域L1內，且Mn偏析度之最低值在0.95~0.98的範圍內；及中間負偏析帶，生成於前述平板鑄片中之式(4)的區域L2內，且Mn偏析度之最低值在0.96~0.97的範圍內，前述區域L2位於前述中心區域與前述區域L1之間。
上述之平板鑄片具備：中心負偏析帶、表面側負偏析帶、及中間負偏析帶。中心負偏析帶是生成於平板鑄片之厚度方向的中心區域。又，中心負偏析帶的Mn偏析度之最低值是設在0.92~0.95的範圍內。
表面側負偏析帶是生成於式(3)的區域L1內。又，表面側負偏析帶的Mn偏析度之最低值是設在0.95~0.98的範圍內。
中間負偏析帶是生成於式(4)的區域L2內，前述區域L2位於中心區域與區域L1之間。又，中間負偏析帶的Mn偏析度之最低值是設在0.96~0.97的範圍內。
如此地，具備規定之中心負偏析帶、表面側負偏析帶、及中間負偏析帶之平板鑄片是藉由例如，第1態樣之第7態樣中任一態樣之連續鑄造方法來連續鑄造。
第9態樣之連續鑄造機具備：鑄模；第一電磁攪拌裝置，攪拌從前述鑄模所搬送之鑄片內的未凝固部；第二電磁攪拌裝置，相對於前述第一電磁攪拌裝置配置於前述鑄片之搬送方向下游側，並攪拌前述未凝固部；軋縮輥，相對於前述第二電磁攪拌裝置配置於前述鑄片之搬送方向下游側，並軋縮前述鑄片；及控制部，使前述第一電磁攪拌裝置交互地產生使前述未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝前述鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力、及使前述未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝前述鑄片之寬度方向另一側流動的另一側電磁力。
根據上述之連續鑄造機，會藉由第一電磁攪拌裝置、及第二電磁攪拌裝置，各別攪拌從鑄模所搬送之鑄片內的未凝固部。
接著，藉由軋縮輥來軋縮具有未凝固部之鑄片。藉此，未凝固部內之濃化熔鋼會從軋縮輥朝鑄模側推回(排出)。
又，控制部會控制第一電磁攪拌裝置。藉此，第一電磁攪拌裝置會對鑄片交互地賦予使未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力、及使未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝鑄片之寬度方向另一側流動的另一側電磁力。
如此地，藉由其中一側電磁力來使未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝鑄片之寬度方向其中一側流動，藉此便會有規定值以上的剪力作用於未凝固部內的枝晶之前端部。與此同樣地，藉由另一側電磁力來使未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝鑄片之寬度方向另一側流動，藉此便會有規定值以上的剪力作用於未凝固部內的枝晶之前端部。其結果，枝晶之前端部會被切斷，而變得容易生成等軸晶。
此外，第一電磁攪拌裝置會對鑄片交互地賦予其中一側電磁力、及另一側電磁力。藉此，本態樣中，相較於藉由第一電磁攪拌裝置來使未凝固部僅朝鑄片之寬度方向其中一側流動的情況，未凝固部內的枝晶之前端部會變得容易被切斷。
而且，若枝晶之前端部被切斷，從軋縮輥朝鑄模側推回之濃化熔鋼的流動阻力(障礙物)便會減少。藉此，會變得容易從軋縮輥朝鑄模側推回濃化熔鋼。因此，會更加抑制濃化熔鋼作為宏觀偏析而殘存於鑄片的情況。
又，藉由第一電磁攪拌裝置來切斷枝晶之前端部，藉此便會減少在枝晶間被捕捉的半宏觀偏析。因此，會抑制半宏觀偏析殘存於鑄片的情況。
如此地，本態樣中，可以減低鑄片的宏觀偏析及半宏觀偏析。
第10態樣之連續鑄造機是在第9態樣之連續鑄造機中，前述控制部是使前述第一電磁攪拌裝置間歇地產生前述其中一側電磁力、及前述另一側電磁力。
根據上述之連續鑄造機，控制部會控制第一電磁攪拌裝置。藉此，第一電磁攪拌裝置會間歇地對鑄片賦予其中一側電磁力、及另一側電磁力。亦即，第一電磁攪拌裝置會隔開時間來對鑄片賦予其中一側電磁力、及另一側電磁力。
藉此，例如，從停止對鑄片賦予其中一側電磁力之後到開始賦予另一側電磁力為止的期間，未凝固部的流動速度會減少。因此，在開始對鑄片賦予另一側電磁力時，未凝固部之流動方向的反轉會順利地進行，未凝固部會變得容易朝鑄片之寬度方向另一側流動。與此同樣地，在賦予至鑄片的電磁力從另一側電磁力切換為其中一側電磁力時，未凝固部之流動方向的反轉也會順利地進行，未凝固部會變得容易朝鑄片之寬度方向其中一側流動。
因此，可以減低第一電磁攪拌裝置的消耗電力，並切斷未凝固部內的枝晶之前端部。
第11態樣之連續鑄造機是在第9態樣或第10態樣之連續鑄造機中，前述鑄片具有內包前述未凝固部的凝固殼部，且前述控制部會對前述第一電磁攪拌裝置施加滿足式(1)的交流電流，以使該第一電磁攪拌裝置產生前述其中一側電磁力、及前述另一側電磁力。
根據上述之連續鑄造機，控制部會對第一電磁攪拌裝置施加滿足式(1)的交流電流，以使第一電磁攪拌裝置產生其中一側電磁力、及另一側電磁力。
此處，未凝固部內的枝晶之前端部的位置會因應凝固殼部的厚度而變動。具體而言，若凝固殼部的厚度變厚，枝晶之前端部的位置便會朝鑄片之厚度方向的中心側移動。另一方面，若凝固殼部的厚度變薄，枝晶之前端部的位置便會朝鑄片之厚度方向的表面側移動。
又，電磁力(其中一側電磁力及另一側電磁力)對鑄片的深度(滲透深度)會依施加於第一電磁攪拌裝置之交流電流的頻率而變動。具體而言，若施加於第一電磁攪拌裝置之交流電流的頻率變小，電磁力對鑄片的滲透深度就會變深。另一方面，若施加於第一電磁攪拌裝置之電磁線圈之交流電流的頻率增大，電磁力對鑄片的滲透深度就會變淺。
因此，控制部會將滿足式(1)之頻率的交流電流施加於第一電磁攪拌裝置。具體而言，隨著凝固殼部的厚度變厚，會縮小施加於第一電磁攪拌裝置之交流電流的頻率。另一方面，隨著凝固殼部的厚度變薄，會增大施加於第一電磁攪拌裝置之交流電流的頻率。
藉此，不論凝固殼部的厚度為何，皆可使其中一側電磁力及另一側電磁力作用於枝晶之前端部。因此，可以有效率地切斷枝晶之前端部。
第12態樣之連續鑄造機是在第9態樣至第11態樣中任一態樣之連續鑄造機中，前述其中一側電磁力及前述另一側電磁力是各別將前述未凝固部之凝固界面上的流動速度設為5cm/s以上。
根據上述之連續鑄造機，會藉由其中一側電磁力及另一側電磁力，各別將未凝固部之凝固界面上的流動速度設為5cm/s以上。藉此，可以有效率地切斷枝晶之前端部。
第13態樣之連續鑄造機是在第9態樣至第12態樣中任一態樣之連續鑄造機中，前述第二電磁攪拌裝置會攪拌已藉由前述軋縮輥朝前述鑄模側推回之前述未凝固部內的熔鋼。
根據上述之連續鑄造機，第二電磁攪拌裝置會攪拌(電磁攪拌)已從軋縮輥朝鑄模側推回之未凝固部內的濃化熔鋼。藉此，已從軋縮輥朝鑄模側推回之濃化熔鋼會變得容易與從鑄模朝軋縮輥搬送之熔鋼(母熔鋼)混合。其結果，濃化熔鋼會被稀釋。因此，會抑制濃化熔鋼作為宏觀偏析而殘存於鑄片的情況。
第14態樣之連續鑄造機是在第9態樣至第13態樣中任一態樣之連續鑄造機中，前述第二電磁攪拌裝置會對前述鑄片交互地賦予使前述未凝固部朝前述鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力、及使前述未凝固部朝前述鑄片之寬度方向另一側流動的另一側電磁力。
根據上述之連續鑄造機，第二電磁攪拌裝置會對鑄片交互地賦予使未凝固部朝鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力、及使未凝固部朝鑄片之寬度方向另一側流動的另一側電磁力。藉此，已從軋縮輥朝鑄模側推回之濃化熔鋼會變得更加容易與從鑄模朝軋縮輥搬送之熔鋼(母熔鋼)混合。其結果，濃化熔鋼會被稀釋。因此，會更加抑制濃化熔鋼作為宏觀偏析而殘存於鑄片的情況。 發明效果
根據本案所揭示之技術，可以減低鑄片的宏觀偏析及半宏觀偏析。
用以實施發明之形態 以下，針對一實施形態之連續鑄造機以及連續鑄造方法進行說明。
(連續鑄造機) 首先，針對連續鑄造機之構成進行說明。
圖1顯示了本實施形態之連續鑄造機10。該連續鑄造機10具備：餵槽(tundish)12、鑄模16、搬送裝置30、軋縮裝置40、第一電磁攪拌裝置50、及第二電磁攪拌裝置60。
(餵槽) 餵槽12是作成為暫時儲存熔鋼W的容器。熔鋼W會從未圖示之澆桶(ladle)灌入該餵槽12。又，在餵槽12的底部設置有將熔鋼W排出的浸漬噴嘴14。在餵槽12的下方配置有鑄模16。
(鑄模) 鑄模16是作成為例如，水冷式的銅製鑄模。該鑄模16會將從餵槽12之浸漬噴嘴14灌入的熔鋼W冷卻，並使熔鋼W之表層凝固。藉此，成形出規定形狀之鑄片20。
鑄模16是形成為軸方向之兩端開口的筒狀。又，鑄模16是以軸方向為上下方向而配置。在該鑄模16之上端形成有注入口16U。在注入口16U插入有餵槽12之浸漬噴嘴14。熔鋼W會從該浸漬噴嘴14灌入鑄模16內。
另外，在浸漬噴嘴14設置有調整熔鋼W之排出量的調整閥等調整機構。藉由該調整機構，調整從浸漬噴嘴14往注入口16U排出的熔鋼W之排出量，以使鑄模16內的熔鋼W的液面(以下稱作「彎液面M」)成為規定高度。
灌入鑄模16的熔鋼W會藉由鑄模16而被冷卻，並從表層逐漸地凝固。藉此，會形成表層的熔鋼W被凝固，且在內部殘存熔鋼W之鑄片20。又，鑄模16的截面形狀是作成為矩形狀。藉此，鑄片20的截面形狀會成形為矩形狀。另外，以下是以熔鋼W已凝固之鑄片20之表層側為凝固殼部20A，並以殘存於鑄片20之內部之未凝固的熔鋼W為未凝固部20B。
在鑄模16之下端形成有排出口16L。以鑄模16所成形之鑄片20會從該排出口16L排出。又，在鑄模16之下側配置有搬送裝置30。
(搬送裝置) 搬送裝置30會將已從鑄模16排出之鑄片20一邊冷卻，一邊朝規定方向(箭頭H方向)搬送。另外，以下是以箭頭H方向為搬送裝置30之搬送方向(鑄造方向)。
搬送裝置30具有複數對支持輥32。複數對支持輥32是在鑄片20之搬送方向上隔開間隔而排列於鑄片20之厚度方向(箭頭t方向)的兩側。又，各支持輥32的軸方向之兩端部是在鑄片20之寬度方向的兩側，可旋轉地支撐於未圖示之軸承部。藉由該等支持輥32，會在從鑄模16的排出口16L朝向後述之軋縮裝置40平緩地彎曲後，形成在大致水平方向上延伸的搬送路34。
複數對支持輥32是一邊從厚度方向的兩側把持鑄片20，一邊在搬送方向上搬送該鑄片20。藉此，會抑制鑄片20在厚度方向上膨脹的脹大(bulging)。另外，複數個支持輥32的一部分是作成為會旋轉驅動的驅動輥。鑄片20的搬送速度(鑄造速度)會藉由該驅動輥而被調整。
另外，若加快驅動輥的旋轉速度，鑄片20的搬送速度就會變快。又，若減慢驅動輥的旋轉速度，鑄片20的搬送速度就會變慢。
搬送裝置30具有冷卻鑄片20的未圖示之複數個冷卻器(二次冷卻器)。複數個冷卻器例如，具有噴射冷卻水的噴塗噴嘴。該等冷卻器是在鑄片20之搬送方向上隔開間隔而排列，並對鑄片20噴射冷卻水。藉此，鑄片20會被冷卻，且鑄片20的未凝固部20B會逐漸地凝固。
另外，若增多從冷卻器噴射至鑄片20之冷卻水的噴射量，鑄片20的冷卻速度就會變快。又，若減少從冷卻器噴射至鑄片20之冷卻水的噴射量，鑄片20的冷卻速度就會變慢。此外，若降低從冷卻器噴射至鑄片20之冷卻水的溫度，鑄片20的冷卻速度就會變快。又，若提高從冷卻器噴射至鑄片20之冷卻水的溫度，鑄片20的冷卻速度就會變慢。
另外，亦可在搬送路34設置電磁地攪拌鑄片20的未凝固部20B的電磁攪拌裝置。
(軋縮裝置) 軋縮裝置40配置於在大致水平方向上延伸的搬送路34之下游側。該軋縮裝置40具有一對軋縮輥(大軋縮輥)42。一對軋縮輥42是一邊從厚度方向的兩側把持鑄片20，一邊將該鑄片20朝搬送方向搬送。亦即，一對軋縮輥42形成了鑄片20的搬送路34。
又，一對軋縮輥42會藉由軋縮在內部具有未凝固部20B之鑄片20，來將未凝固部20B內之濃化熔鋼從一對軋縮輥42之間朝鑄片20之搬送方向上游側推回(排出)。藉此，會抑制濃化熔鋼作為宏觀偏析而殘存於鑄片20之厚度方向的中心部的情況。
一對軋縮輥42是形成為圓柱狀。又，一對軋縮輥42是配置於鑄片20之厚度方向的兩側。該一對軋縮輥42是以軸方向(長邊方向)為鑄片20之寬度方向而配置。又，一對軋縮輥42的軸方向之兩端部是在鑄片20之寬度方向的兩側，可旋轉地支撐於未圖示之軸承部。
又，配置於鑄片20之上側的軋縮輥42是藉由油壓缸等按壓裝置而被按壓至鑄片20(軋縮)。具體而言，按壓裝置是將軸承部朝鑄片20之厚度方向的中心側(下側)按壓，前述軸承部是將配置於鑄片20之上側的軋縮輥42的軸方向之兩端部加以支撐。藉此，在一對軋縮輥42之間，鑄片20會在厚度方向上被壓縮。
此處，鑄片20是如前述地藉由搬送裝置30的複數個冷卻器，來一邊進行冷卻一邊進行搬送。藉此，鑄片20的未凝固部20B會隨著朝向搬送方向之下游側而逐漸地凝固。換言之，隨著鑄片20朝向搬送方向之下游側，鑄片20的固相率R會變高。
本實施形態之一對軋縮輥42是配置於鑄片20的搬送路34當中，鑄片20之厚度方向的中心部的固相率R(以下稱作「中心固相率」)成為未達0.8的位置(R＜0.8)。藉此，藉由一對軋縮輥42，具有中心固相率R未達0.8的未凝固部20B之鑄片20會被軋縮。
另外，所謂固相率R是意指凝固部對鑄片20的比例(比率)。例如，當固相率R為0.8時，凝固部對鑄片20的比例為8成(80%)，且未凝固部對鑄片20的比例會成為2成(20%)。該固相率R可以藉由例如，將鑄片20凝固解析而求出。
(第一電磁攪拌裝置) 第一電磁攪拌裝置50是作成為對已藉由搬送裝置30從鑄模16所搬送之鑄片20的未凝固部20B賦予電磁力，以攪拌(電磁攪拌)該未凝固部20B之非接觸式的攪拌裝置。
第一電磁攪拌裝置50是配置於相對於鑄模16為下游的鑄片20之搬送方向下游側。又，第一電磁攪拌裝置50是配置於相對於一對軋縮輥42為上游的鑄片20之搬送方向上游側。此外，第一電磁攪拌裝置50是與通過搬送路34的彎曲部之鑄片20的上表面側之凝固殼部20A相對向而配置。另外，第一電磁攪拌裝置50亦可配置於鑄片20的下側。
第一電磁攪拌裝置50是在鑄片20之表層部中攪拌未凝固部20B。換言之，第一電磁攪拌裝置50是在鑄片20之表層部具有未凝固部20B之凝固界面的階段，攪拌未凝固部20B。又，第一電磁攪拌裝置50是在已藉由一對軋縮輥42朝鑄片20之搬送方向上游側推回的未凝固部20B內之濃化熔鋼所不會到達的位置，攪拌鑄片20的未凝固部20B。
第一電磁攪拌裝置50具有與鑄片20之凝固殼部20A相對向的未圖示之電磁線圈(誘導體)。當對該電磁線圈施加交流電流(三相交流電流)時，會產生在鑄片20之寬度方向上移動的磁場(以下稱作「移動磁場」)。藉由該移動磁場作用於未凝固部20B，便會產生使未凝固部20B在鑄片20之寬度方向上流動的電磁力EP(參照圖3)。
另外，從有效率地生成等軸晶的觀點來看，第一電磁攪拌裝置50宜配置成會使得該鑄片20之搬送方向的中心位於從鑄模16內的彎液面M沿著鑄片20之搬送方向朝下游側6~10m的範圍內較佳。
(第一控制部) 在第一電磁攪拌裝置50電性地連接有第一控制部52。該第一控制部52會控制第一電磁攪拌裝置50所產生的電磁力EP，以使未凝固部20B之凝固界面上的流動速度成為5cm/s以上。另外，第一控制部52是控制部的一例。
具體而言，若第一控制部52增大施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流值，電磁力EP就會變大。另一方面，若第一控制部52縮小施加於電磁線圈之交流電流值，電磁力EP就會變小。
此處，枝晶是在未凝固部20B的凝固過程中，從凝固殼部20A朝向鑄片20之厚度方向的中心生成。該枝晶之前端部，亦即未凝固部20B之凝固界面的位置會因應凝固殼部20A的厚度而變動。具體而言，隨著凝固殼部20A的厚度變厚，未凝固部20B之凝固界面的位置會越朝鑄片20之厚度方向的中心側移動。
又，滲透至鑄片20的電磁力EP的深度(滲透深度)會依施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流的頻率而變動。具體而言，若施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流的頻率變小，電磁力EP對鑄片20的滲透深度就會變深。另一方面，若施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流的頻率變大，電磁力EP對鑄片20的滲透深度就會變淺。
因此，第一控制部52會因應凝固殼部20A的厚度，來增減施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流的頻率。具體而言，隨著凝固殼部20A的厚度變厚，會縮小施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流的頻率。另一方面，隨著凝固殼部20A的厚度變薄，會增大施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流的頻率。
若更進一步地詳細說明，圖2中顯示了顯示凝固殼部20A的厚度D、與施加於第一電磁攪拌裝置50之交流電流的頻率的關係之解析結果。另外，凝固殼部20A的厚度D是鑄片20中的第一電磁攪拌裝置50側之凝固殼部20A當中，與第一電磁攪拌裝置50中之鑄片20之搬送方向的中心相對向之位置(部位)的厚度。該凝固殼部20A的厚度D可以從凝固解析來求出。又，圖2所顯示之斜線的區域G是未凝固部20B之凝固界面上的流動速度為5cm/s以上的區域。
如圖2所示地，未凝固部20B之凝固界面的流動速度成為5cm/s以上的區域G中，施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流的頻率F會成為80/D以上且160/D以下的範圍。
因此，第一控制部52會將滿足式(1)的頻率F之交流電流施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈。藉此，在未凝固部20B內之凝固界面附近所生成的枝晶之前端部，會有規定值以上的剪力發揮作用。其結果，枝晶之前端部會被切斷，而變得容易生成等軸晶。
[數式1]
Figure 02_image001
惟， F：交流電流的頻率(Hz) D：第一電磁攪拌裝置側之凝固殼部的厚度(mm)。
另外，式(1)若使用常數A，便會被轉換為下述式(2)。
[數式2]
Figure 02_image003
惟， A：常數(80≦A≦160)。
又，第一控制部52是藉由變更施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流的方向，來控制作用於未凝固部20B的電磁力EP的方向。
具體而言，如圖3所示地，當第一控制部52將規定方向之交流電流流過第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈時，會產生使未凝固部20B朝鑄片20之寬度方向其中一側流動的電磁力EP(以下稱作「其中一側電磁力EP1」)。相對於此，當第一控制部52將與規定方向相反方向之交流電流流過第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈時，會產生使未凝固部20B朝鑄片20之寬度方向另一側流動的電磁力EP(以下稱作「另一側電磁力EP2」)。
此外，第一控制部52會控制第一電磁攪拌裝置50，以使第一電磁攪拌裝置50間歇地產生其中一側電磁力EP1、及另一側電磁力EP2。具體而言，第一控制部52是將使第一電磁攪拌裝置50產生其中一側電磁力EP1之交流電流、及使第一電磁攪拌裝置50產生另一側電磁力EP2之交流電流交互並且間歇地施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈。
另外，為了將未凝固部20B之凝固界面上的流動速度作成為5cm/s以上，考慮到未凝固部20B的加速度、速度維持、及減速度等後，宜在20~50秒的範圍內對鑄片交互地賦予其中一側電磁力EP1、及另一側電磁力EP2。又，宜隔開1~10秒的間隔，來對鑄片20的未凝固部20B賦予其中一側電磁力EP1、及另一側電磁力EP2。
(第二電磁攪拌裝置) 第二電磁攪拌裝置60是作成為對已從一對軋縮輥42之間朝鑄模16側推回之濃化熔鋼賦予電磁力，以攪拌(電磁攪拌)該濃化熔鋼之非接觸式的攪拌裝置。另外，所謂濃化熔鋼是意指因為偏析(凝固偏析)而濃化了規定成分之熔鋼。
第二電磁攪拌裝置60是配置於相對於第一電磁攪拌裝置50為下游的鑄片20之搬送方向下游側。又，第一電磁攪拌裝置50是配置於相對於一對軋縮輥42為上游的鑄片20之搬送方向上游側。此外，第二電磁攪拌裝置60是與通過在大致水平方向上延伸的搬送路34的水平部之鑄片20的上表面側之凝固殼部20A相對向而配置。另外，第二電磁攪拌裝置60亦可配置於鑄片20的下側。
此處，第二電磁攪拌裝置60是作成為與第一電磁攪拌裝置50同樣的構成。又，在第二電磁攪拌裝置60電性地連接有第二控制部62。該第二控制部62是作成為與第一控制部52同樣的構成。因此，第二電磁攪拌裝置60會交互並且隔開規定時間來產生其中一側電磁力、及另一側電磁力。
其中一側電磁力會使已排出濃化熔鋼的未凝固部20B朝鑄片20之寬度方向其中一側流動。又，另一側電磁力會使已排出濃化熔鋼的未凝固部20B朝鑄片20之寬度方向另一側流動。又，第二控制部62會將滿足上述式(1)之頻率F的交流電流施加於第二電磁攪拌裝置60之電磁線圈。藉此，未凝固部20B之凝固界面的流動速度會成為5cm/s以上。
藉此，已從一對軋縮輥42之間朝鑄模16側推回之濃化熔鋼會變得容易與從鑄模16朝一對軋縮輥42搬送之熔鋼(母熔鋼)混合。
另外，從有效率地攪拌已從一對軋縮輥42朝鑄模16側推回之濃化熔鋼的觀點來看，第二電磁攪拌裝置60宜配置成會使得該鑄片20之搬送方向的中心位於從一對軋縮輥42之旋轉中心沿著鑄片20之搬送方向朝上游側4~8m的範圍內較佳。
(作用) 接著，說明本實施形態之連續鑄造方法(鑄片製造方法)，並針對本實施形態的作用進行說明。
根據本實施形態之連續鑄造方法，會藉由第一電磁攪拌裝置50、及第二電磁攪拌裝置60，各別攪拌從鑄模16所搬送之鑄片20內的未凝固部20B。
接著，藉由軋縮輥42來軋縮具有未凝固部20B之鑄片20。藉此，未凝固部20B內之濃化熔鋼會從一對軋縮輥42之間朝鑄模16側推回。
此處，已從一對軋縮輥42之間朝鑄模16側推回之濃化熔鋼會藉由第二電磁攪拌裝置60而被攪拌。藉此，已從一對軋縮輥42之間朝鑄模16側推回之濃化熔鋼會變得容易與從鑄模16朝一對軋縮輥42之間搬送之熔鋼(母熔鋼)混合。其結果，濃化熔鋼會被稀釋。因此，會抑制濃化熔鋼作為宏觀偏析而殘存於鑄片20之厚度方向的中心部的情況。
又，在相對於一對軋縮輥42為上游的鑄片20之搬送方向上游側，會配置第一電磁攪拌裝置50。該第一電磁攪拌裝置50會對鑄片20交互地賦予使未凝固部20B以5cm/s以上的流動速度朝鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力EP1、及使未凝固部20B以5cm/s以上的流動速度朝鑄片20之寬度方向另一側流動的另一側電磁力EP2。
如此地藉由其中一側電磁力EP1來使未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝鑄片之寬度方向其中一側流動，藉此便會有規定值以上的剪力作用於未凝固部20B內的枝晶之前端部。與此同樣地，藉由另一側電磁力EP2來使未凝固部20B以5cm/s以上的流動速度朝鑄片20之寬度方向另一側流動，藉此便會有規定值以上的剪力作用於未凝固部20B內的枝晶之前端部。因此，在鑄片20之表層部生成的枝晶之前端部會被切斷，而變得容易生成等軸晶。
此外，第一電磁攪拌裝置50會對鑄片交互地賦予其中一側電磁力EP1、及另一側電磁力EP2。藉此，本實施形態中，相較於藉由第一電磁攪拌裝置50來使未凝固部20B僅朝鑄片20之寬度方向其中一側流動的情況，未凝固部20B內的枝晶之前端部會變得更容易被切斷。
而且，若在鑄片20之表層部生成的枝晶之前端部被切斷，在相對於第一電磁攪拌裝置50為下游的鑄片20之搬送方向下游側中，從一對軋縮輥42之間朝鑄模16側推回之濃化熔鋼的流動阻力(障礙物)便會減少。藉此，會變得容易從一對軋縮輥42之間朝鑄模16側推回濃化熔鋼。因此，會抑制濃化熔鋼作為宏觀偏析而殘存於鑄片20的中心部的情況。
又，藉由第一電磁攪拌裝置50來切斷枝晶之前端部，藉此便會減少在枝晶間被捕捉的半宏觀偏析。因此，會抑制半宏觀偏析殘存於鑄片20的中心部的情況。
如此地，本實施形態中，首先，會藉由第一電磁攪拌裝置50的其中一側電磁力EP1、及另一側電磁力EP2，來攪拌鑄片20之表層部的未凝固部20B。接著，藉由第二電磁攪拌裝置60來攪拌已藉由一對軋縮輥42而朝鑄模16側推回的未凝固部20B內之濃化熔鋼。藉此，本實施形態中，可以減低鑄片20的宏觀偏析及半宏觀偏析。
另外，在日本專利特開2010-179342號公報中，揭示有一種藉由第一電磁攪拌裝置、及第二電磁攪拌裝置來對鑄片之未凝固部進行電磁攪拌的連續鑄造機。日本專利特開2010-179342號公報所揭示之連續鑄造機中，已藉由軋縮輥對而朝鑄模側推回的未凝固部內之濃化熔鋼，會藉由第二電磁攪拌裝置而被進行交替電磁攪拌。然而，比第二電磁攪拌裝置更配置於鑄模側的第一電磁攪拌裝置並非交替電磁攪拌，而是使未凝固部朝鑄片之寬度方向單向流動之通常的單向電磁攪拌。
相對於此，本實施形態中，比第二電磁攪拌裝置60更配置於鑄模側的第一電磁攪拌裝置50，是藉由其中一側電磁力EP1、及另一側電磁力EP2，來交互地攪拌鑄片20的未凝固部20B。藉此，本實施形態中，相較於日本專利特開2010-179342號公報所揭示之技術，可以更加減低鑄片20的宏觀偏析及半宏觀偏析。
又，第一電磁攪拌裝置50會間歇地對鑄片20的未凝固部20B賦予其中一側電磁力EP1、及另一側電磁力EP2。亦即，第一電磁攪拌裝置50是在停止對鑄片20賦予其中一側電磁力EP1之後，隔開規定時間，再開始對鑄片20賦予另一側電磁力EP2。與此同樣地，第一電磁攪拌裝置50是在停止對鑄片20賦予另一側電磁力EP2之後，隔開規定時間，再開始對鑄片20賦予其中一側電磁力EP1。
藉此，例如，從停止對鑄片20賦予其中一側電磁力EP1之後到開始賦予另一側電磁力EP2為止的期間，朝鑄片20之寬度方向其中一側流動之未凝固部20B的流動速度會減少。在該狀態下，第一電磁攪拌裝置50會開始對鑄片20賦予另一側電磁力EP2。藉此，未凝固部20B之流動方向的反轉會順利地進行，未凝固部20B會變得容易朝鑄片20之寬度方向另一側流動。
與此同樣地，在賦予至鑄片20的電磁力從另一側電磁力EP2切換為其中一側電磁力EP1時，未凝固部20B之流動方向的反轉也會順利地進行，未凝固部20B會變得容易朝鑄片20之寬度方向其中一側流動。
因此，可以減低第一電磁攪拌裝置50的消耗電力，並切斷未凝固部20B內的枝晶之前端部。
又，如前述地，枝晶之前端部，亦即未凝固部20B之凝固界面的位置會因應凝固殼部20A的厚度而變動。又，滲透至鑄片20的電磁力EP的滲透深度會依施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流的頻率而變動。
因此，第一控制部52會將因應凝固殼部20A的厚度而決定的規定頻率之交流電流施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈。具體而言，是將滿足式(1)的交流電流施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈。該式(1)中，隨著凝固殼部20A的厚度D變厚，施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流的頻率F會變小。另一方面，式(1)中，隨著凝固殼部20A的厚度D變薄，施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流的頻率F會變大。
藉此，不論凝固殼部20A的厚度為何，皆可使其中一側電磁力EP1、及另一側電磁力EP2作用於未凝固部20B之凝固界面附近的枝晶之前端部。因此，可以有效率地切斷枝晶之前端部。
又，與第一電磁攪拌裝置50同樣地，第二電磁攪拌裝置60會對鑄片20的未凝固部20B交互並且間歇地賦予其中一側電磁力、及另一側電磁力。藉此，可以使從一對軋縮輥42之間朝鑄模16側推出之濃化熔鋼、與從鑄模16朝一對軋縮輥42之間搬送之熔鋼有效率地混合。因此，殘存於鑄片20的中心部的宏觀偏析會減低。
(變形例) 接著，針對上述實施形態之變形例進行說明。
上述實施形態的第一電磁攪拌裝置50會對鑄片20交互並且間歇地賦予其中一側電磁力EP1、及另一側電磁力EP2。然而，第一電磁攪拌裝置50亦可對鑄片20交互並且連續地賦予其中一側電磁力EP1、及另一側電磁力EP2。
又，上述實施形態的第二電磁攪拌裝置60與第一電磁攪拌裝置50同樣地，會對鑄片20交互並且間歇地賦予其中一側電磁力、及另一側電磁力。然而，第二電磁攪拌裝置60亦可對鑄片20交互並且連續地賦予其中一側電磁力、及另一側電磁力。又，第二電磁攪拌裝置60亦可對鑄片20連續或間歇地僅賦予其中一側電磁力、及另一側電磁力之任一者。
又，上述實施形態的第一控制部52會將滿足式(1)的交流電流賦予至第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈。然而，賦予至第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流的頻率，亦可不使用式(1)來決定。
此外，第一電磁攪拌裝置50及第二電磁攪拌裝置60對搬送路34的配置可以適當變更。又，鑄片20的厚度及搬送速度也可以適當變更。
(連續鑄造試驗) 接著，針對連續鑄造試驗進行說明。
本連續鑄造試驗中，是藉由圖1所示之連續鑄造機10來連續鑄造實施例1~5之複數個鑄片，並確認了各鑄片內有無半宏觀偏析、及宏觀偏析。又，連續鑄造比較例1~3之複數個鑄片，並確認了各鑄片內有無半宏觀偏析、及宏觀偏析。
(熔鋼) 熔鋼的組成以質量%計，是作成為：C：0.05~0.15%、Si：0.1~0.4%、Mn：0.8~1.5%、P：0.02%以下、S：0.008%以下、及剩餘部分為Fe與雜質所構成的組成。
(鑄模) 接著，鑄模16是使用了水冷式的銅製鑄模。又，將鑄模16的各種尺寸顯示於下述表1。
[表1]
Figure 108107441-A0304-0001
(搬送裝置) 接著，由搬送裝置30所進行之鑄片的鑄造速度是設為了0.7~1.1m/min。又，搬送裝置30之冷卻器(二次冷卻器)的比水量是設為了0.5~1.2L/kg-steel。藉此，將藉由一對軋縮輥42而被軋縮之鑄片之厚度方向的中心之中心固相率R設定在0.01~0.2的範圍內(參照圖4)。
(第一電磁攪拌裝置) 第一電磁攪拌裝置50是從鑄模16內的彎液面M沿著鑄片20之搬送方向配置於下游側9m處。
又，在圖4中，顯示鑄片通過第一電磁攪拌裝置50時之凝固殼部的厚度。另外，凝固殼部的厚度是鑄片的第一電磁攪拌裝置50側之凝固殼部的厚度。該凝固殼部的厚度是藉由二維凝固解析而算出。
又，在圖4中，顯示由第一電磁攪拌裝置50所進行之鑄片之未凝固部的攪拌方法。此處，所謂交替攪拌是意指對鑄片之未凝固部交互並且間歇地賦予其中一側電磁力、及另一側電磁力。本連續鑄造試驗中，對鑄片之未凝固部交互地賦予了其中一側電磁力、及另一側電磁力各30秒。又，其中一側電磁力、及另一側電磁力是隔開5秒的間隔來賦予至鑄片之未凝固部。
又，所謂單向攪拌是意指對鑄片之未凝固部連續地賦予其中一側電磁力、及另一側電磁力之任一者。
又，在圖4中，顯示施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流(三相交流電流)的頻率。另外，施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流是設為了600A。此外，在圖4中，顯示鑄片的未凝固部之凝固界面上的流動速度。
另外，未凝固部之凝固界面上的流動速度是使用Mn偏析度CMn ，從下述式(a)及式(b)換算而推定。又，凝固速度V是藉由凝固計算而算出。 U=7500×V×Sh/(1-Sh)　…(a) Sh=(CMn -1)/(K0 -1)　…(b) 惟， U：熔鋼的流動速度(cm/s) V：凝固速度(cm/s) K0 ：Mn之平衡分配係數(=0.77)。
(第二電磁攪拌裝置) 第二電磁攪拌裝置60是從鑄模16內的彎液面M沿著鑄片20之搬送方向配置於下游側14.6m處。
又，由第二電磁攪拌裝置60所進行之鑄片之未凝固部的攪拌方法，與第一電磁攪拌裝置50同樣地，是作成為交替攪拌。又，第二電磁攪拌裝置60中，與第一電磁攪拌裝置50同樣地，對鑄片之未凝固部交互地賦予了其中一側電磁力、及另一側電磁力各30秒。又，其中一側電磁力、及另一側電磁力是隔開5秒的間隔來賦予至鑄片之未凝固部。
又，施加於第二電磁攪拌裝置60之電磁線圈之交流電流(三相交流電流)是設為了900A。又，施加於第二電磁攪拌裝置60之電磁線圈之交流電流的頻率是設為了1.5Hz。
(軋縮裝置) 一對軋縮輥42是從鑄模16內的彎液面M沿著鑄片之搬送方向配置於下游側21.2m處。然後，藉由未圖示之油壓缸來按壓已配置於鑄片之上側的軋縮輥42，藉此對厚度方向及寬度方向之中心的中心固相率R在0.01~0.2的範圍內之鑄片進行了軋縮(參照圖4)。
另外，軋縮輥42之最大軋縮力(最大輸出)是600tonF(5.88MN)。又，由軋縮輥42所進行之鑄片的軋縮量是設為了25~35mm(參照圖4)。又，圖4所示之鑄片的厚度T是藉由軋縮輥42軋縮前之鑄片的厚度。
(鑄片的評價方法) 鑄片的評價中，是藉由目視來確認從實施例1~5、及比較例1~3之鑄片的横截面所切出之樣品的宏觀組織，並各別確認了有無半宏觀偏析、及宏觀偏析。然後，將具有半宏觀偏析、及宏觀偏析之至少一者的情況設為不合格(×)，並將半宏觀偏析、及宏觀偏析兩者皆無的情況設為合格(○)。
又，對實施例1~5、及比較例1~3之鑄片之厚度方向，進行以電子探針顯微分析儀(Electron Probe Micro Analyzer(EPMA))所做的映射分析(mapping analysis)，而製作了鑄片之厚度方向的Mn濃度分布。然後，將分析後之各鑄片的Mn濃度分布除以從餵槽12採集到之熔鋼的Mn濃度，藉此製作了鑄片之厚度方向的Mn偏析度CMn 的分布。
又，從藉由軋縮輥42而被軋縮後之各鑄片之厚度方向的Mn偏析度CMn 的分布，各別求出了沿著鑄片之厚度方向的中心區域、區域L1、及區域L2的Mn偏析度之最低值(參照圖4)。
另外，此處所謂的中心區域是意指從鑄片之厚度方向的中心往兩側各10mm的區域(合計20mm的區域)。又，區域L1(mm)是受到第一電磁攪拌裝置50攪拌的區域，且是意指下述式(3)的範圍內的區域。又，區域L2(mm)是受到第二電磁攪拌裝置60攪拌的區域，且是意指下述式(4)的範圍內的區域。
[數式3]
Figure 02_image005
惟， VC ：搬送速度(m/min)。
另外，上述式(3)及式(4)若使用常數B1或常數B2，便會各別被轉換為下述式(5)及式(6)。
[數式4]
Figure 02_image007
惟， B1：常數(66≦B1≦78) B2：常數(85≦B2≦101) VC ：搬送速度(m/min)。
此處，針對區域L1、L2進行補充。在圖5及圖6中，顯示了鑄片的搬送速度VC (鑄造速度)、與從鑄片之表面起的距離的關係。又，圖5及圖6所示之區域H1、H2是未凝固部的流動速度成為5cm/s以上的區域。另外，圖5及圖6所示之圖表可以從鑄片之凝固解析而獲得。
鑄片之未凝固部的流動速度成為5cm/s以上的是圖5所示之區域H1、及圖6所示之區域H2的2個區域。該2個區域H1，H2當中，將鑄片之表面側(第一電磁攪拌裝置50側)的區域H1推定為會藉由第一電磁攪拌裝置50而被攪拌的區域L1，並將鑄片20之厚度方向的中心側的區域H2推定為會藉由第二電磁攪拌裝置60而被攪拌的區域L2。
(評價結果) 在圖4中，顯示了實施例1~5及比較例1~3之鑄片的評價結果。
(實施例) 實施例1~實施例5中，宏觀偏析及半宏觀偏析皆未確認到。實施例1~實施例5中，藉由第一電磁攪拌裝置50以交替攪拌來攪拌鑄片之未凝固部，並且將未凝固部之凝固界面的流動速度作成為5.0cm/s以上。藉此，可以推論出是因為有效率地切斷未凝固部內的枝晶之前端部，從而生成了等軸晶的緣故。
又，實施例1~實施例5中，鑄片的中心區域的Mn偏析度之最低值成為了0.92~0.95。又，鑄片的區域L1的Mn偏析度之最低值成為了0.95~0.98。此外，鑄片的區域L2的Mn偏析度之最低值成為了0.96~0.97。
此外，在圖7中，顯示了實施例2之鑄片之厚度方向的Mn偏析度的分布。從該圖7所示之Mn偏析度的分布，各別確認了中心區域、區域L1、L2有無負偏析帶。
此處，所謂負偏析帶是意指Mn偏析度未達1.0的區域在鑄片之厚度方向上連續5mm以上的區域。另外，中心區域的負偏析帶是中心負偏析帶的一例。又，區域L1的負偏析帶是表面側負偏析帶的一例。此外，區域L2的負偏析帶是中間負偏析帶的一例。
又，實施例2之軋縮輥42的軋縮量是30mm。因此，鑄片之厚度方向的中心會成為距離鑄片的表面135mm處。然後，鑄片的中心區域會成為距離鑄片的表面125mm~145mm的範圍內的區域。又，實施例2之鑄片的搬送速度VC 是設為0.7m/min。因此，實施例2的區域L1，L2會從上述式(3)而成為如下。 78.9mm≦L1≦93.2mm 101.6mm≦L2≦120.7mm
如圖7所示地，中心區域中，Mn偏析度未達1.0的區域在鑄片之厚度方向上連續了17mm。又，區域L1中，Mn偏析度未達1.0的區域在鑄片之厚度方向上連續了10mm。又，區域L2中，Mn偏析度未達1.0的區域在鑄片之厚度方向上連續了8mm。由該情況來看，確認到在沿著鑄片之厚度方向的中心區域、及區域L1、L2中，各別生成了負偏析帶。
(比較例) 如圖4所示地，比較例1中，雖未確認到宏觀偏析，但確認到了半宏觀偏析。比較例1中，是將由第一電磁攪拌裝置50所進行之鑄片之未凝固部的攪拌方法作成為單向攪拌。因此，可以推論出未凝固部內的枝晶之前端部並未被充分地切斷。
接著，比較例2中，確認到了宏觀偏析及半宏觀偏析。比較例2中，是將施加於第一電磁攪拌裝置50之電磁線圈之交流電流的頻率設為了1Hz。因此，可以推論出第一電磁攪拌裝置50的電磁力(其中一側電磁力、及另一側電磁力)是作用在比未凝固部之凝固界面更深的位置。其結果，可以推論出是因為凝固界面的流動速度變慢為3.5cm/s，使得未凝固部內的枝晶之前端部並未被充分地切斷的緣故。
接著，比較例3中，雖未確認到宏觀偏析，但確認到了半宏觀偏析。比較例3中，是將施加於第一電磁攪拌裝置之電磁線圈之交流電流的頻率設為了4Hz。因此，可以推論出第一電磁攪拌裝置50的電磁力(其中一側電磁力、及另一側電磁力)是作用在比未凝固部之凝固界面更淺的位置。其結果，可以推論出是因為凝固界面的流動速度變慢為4.5cm/s，使得未凝固部內的枝晶之前端部並未被充分地切斷的緣故。
另外，如比較例2及比較例3地，當凝固殼部的厚度為68mm時，為了將未凝固部之凝固界面的流動速度作成為5cm/s以上，會需要將頻率為1.2~2.4Hz的範圍內之交流電流施加於第一電磁攪拌裝置之電磁線圈。
(評價結果之總結) 從以上的評價結果，可知實施例1~5中，可以獲得宏觀偏析及半宏觀偏析不存在的高品質之鑄片。
以上，針對本案所揭示之技術的一個實施態進行了說明，但本案所揭示之技術並非限定於此實施形態者，可以適當組合一個實施形態及各種變形例來使用，並且在不脫離本案所揭示之技術的要旨的範圍內，當然可以實施各種的態樣。
10‧‧‧連續鑄造機 12‧‧‧餵槽 14‧‧‧浸漬噴嘴 16‧‧‧鑄模 16L‧‧‧排出口 16U‧‧‧注入口 20‧‧‧鑄片 20A‧‧‧凝固殼部(鑄片之凝固殼部) 20B‧‧‧未凝固部(鑄片之未凝固部) 30‧‧‧搬送裝置 32‧‧‧支持輥 34‧‧‧搬送路 40‧‧‧軋縮裝置 42‧‧‧軋縮輥 50‧‧‧第一電磁攪拌裝置 52‧‧‧第一控制部(控制部) 60‧‧‧第二電磁攪拌裝置 62‧‧‧第二控制部 D‧‧‧凝固殼部的厚度 EP‧‧‧電磁力 EP1‧‧‧其中一側電磁力(第一電磁攪拌裝置的其中一側電磁力) EP2‧‧‧另一側電磁力(第一電磁攪拌裝置的另一側電磁力) F‧‧‧頻率 G、H1、H2、L1、L2‧‧‧區域 H、t‧‧‧箭頭 M‧‧‧彎液面 T‧‧‧鑄片的厚度 VC‧‧‧鑄片的搬送速度 W‧‧‧熔鋼 R‧‧‧固相率
圖1是從鑄片之寬度方向觀看一實施形態之連續鑄造機的側面圖。 圖2是顯示鑄片之凝固殼部的厚度D、與施加於第一電磁攪拌裝置之電磁線圈之交流電流的頻率F的關係的圖表。 圖3是從第一電磁攪拌裝置側觀看圖1所示之鑄片的平面圖。 圖4是顯示連續鑄造試驗所使用之鑄片的規格、第一電磁攪拌裝置的設定、及鑄片的評價結果的表。 圖5是顯示鑄片的搬送速度VC 、與從鑄片之表面起的距離的關係的圖表。 圖6是顯示鑄片的搬送速度VC 、與從鑄片之表面起的距離的關係的圖表。 圖7是顯示連續鑄造試驗所連續鑄造的實施例2之鑄片之厚度方向的Mn偏析度之分布的圖表。
10‧‧‧連續鑄造機
12‧‧‧餵槽
14‧‧‧浸漬噴嘴
16‧‧‧鑄模
16L‧‧‧排出口
16U‧‧‧注入口
20‧‧‧鑄片
20A‧‧‧凝固殼部(鑄片之凝固殼部)
20B‧‧‧未凝固部(鑄片之未凝固部)
30‧‧‧搬送裝置
32‧‧‧支持輥
34‧‧‧搬送路
40‧‧‧軋縮裝置
42‧‧‧軋縮輥
50‧‧‧第一電磁攪拌裝置
52‧‧‧第一控制部(控制部)
60‧‧‧第二電磁攪拌裝置
62‧‧‧第二控制部
D‧‧‧凝固殼部的厚度
H、t‧‧‧箭頭
M‧‧‧彎液面
T‧‧‧鑄片的厚度
W‧‧‧熔鋼

Claims (14)

  1. 一種連續鑄造方法，是藉由第一電磁攪拌裝置、及比前述第一電磁攪拌裝置更配置於前述鑄片之搬送方向下游側的第二電磁攪拌裝置，各別攪拌從鑄模所搬送之鑄片內的未凝固部之後，藉由軋縮輥來軋縮前述鑄片之連續鑄造方法，前述第一電磁攪拌裝置會對前述鑄片交互地賦予使前述未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝前述鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力、及使前述未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝前述鑄片之寬度方向另一側流動的另一側電磁力。
  2. 如請求項1之連續鑄造方法，其中前述第一電磁攪拌裝置會間歇地對前述鑄片賦予前述其中一側電磁力、及前述另一側電磁力。
  3. 如請求項1之連續鑄造方法，其中前述鑄片具有內包前述未凝固部的凝固殼部，且，對前述第一電磁攪拌裝置施加滿足式(1)的交流電流，以使該第一電磁攪拌裝置產生前述其中一側電磁力、及前述另一側電磁力，
    Figure 108107441-A0305-02-0043-1
     惟，F：交流電流的頻率(Hz) D：第一電磁攪拌裝置側之凝固殼部的厚度(mm)。
  4. 如請求項1之連續鑄造方法，其中前述其中一側電磁力及前述另一側電磁力是各別將前述未凝固部之凝固界面上的流動速度設為5cm/s以上。
  5. 如請求項1之連續鑄造方法，其中前述第二電磁攪拌裝置會攪拌已藉由前述軋縮輥朝前述鑄模側推回之前述未凝固部內的熔鋼。
  6. 如請求項1之連續鑄造方法，其中前述第二電磁攪拌裝置會對前述鑄片交互地賦予使前述未凝固部朝前述鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力、及使前述未凝固部朝前述鑄片之寬度方向另一側流動的另一側電磁力。
  7. 如請求項1至6中任一項之連續鑄造方法，其將前述鑄片的厚度設在250~300mm的範圍內，且將前述鑄片的搬送速度設在0.7~1.1m/min的範圍內，並在從前述鑄模內的彎液面沿著前述鑄片之搬送方向朝下游側6~10m的範圍內配置前述第一電磁攪拌裝置。
  8. 一種平板鑄片，具備：中心負偏析帶，生成於平板鑄片之厚度方向的中心區域，且Mn偏析度之最低值在0.92~0.95的範圍內；表面側負偏析帶，生成於前述平板鑄片中之式(3)的區域L1內，且Mn偏析度之最低值在0.95~0.98的範圍內；及 中間負偏析帶，生成於前述平板鑄片中之式(4)的區域L2內，且Mn偏析度之最低值在0.96~0.97的範圍內，前述區域L2位於前述中心區域與前述區域L1之間，
    Figure 108107441-A0305-02-0045-2
     惟，L1：沿著平板本體之厚度方向的區域(mm)L2：沿著平板本體之厚度方向的區域(mm)VC：搬送速度(m/min)。
  9. 一種連續鑄造機，具備：鑄模；第一電磁攪拌裝置，攪拌從前述鑄模所搬送之鑄片內的未凝固部；第二電磁攪拌裝置，相對於前述第一電磁攪拌裝置配置於前述鑄片之搬送方向下游側，並攪拌前述未凝固部；軋縮輥，相對於前述第二電磁攪拌裝置配置於前述鑄片之搬送方向下游側，並軋縮前述鑄片；及控制部，使前述第一電磁攪拌裝置交互地產生使前述未凝固部以5cm/s以上的流動速度朝前述鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力、及使前述未凝固部以 5cm/s以上的流動速度朝前述鑄片之寬度方向另一側流動的另一側電磁力。
  10. 如請求項9之連續鑄造機，其中前述控制部是使前述第一電磁攪拌裝置間歇地產生前述其中一側電磁力、及前述另一側電磁力。
  11. 如請求項9之連續鑄造機，其中前述鑄片具有內包前述未凝固部的凝固殼部，且前述控制部會對前述第一電磁攪拌裝置施加滿足式(1)的交流電流，以使該第一電磁攪拌裝置產生前述其中一側電磁力、及前述另一側電磁力，
    Figure 108107441-A0305-02-0046-3
     惟，F：交流電流的頻率(Hz)D：第一電磁攪拌裝置側之凝固殼部的厚度(mm)。
  12. 如請求項9之連續鑄造機，其中前述其中一側電磁力及前述另一側電磁力是各別將前述未凝固部之凝固界面上的流動速度設為5cm/s以上。
  13. 如請求項9之連續鑄造機，其中前述第二電磁攪拌裝置會攪拌已藉由前述軋縮輥朝前述鑄模側推回之前述未凝固部內的熔鋼。
  14. 如請求項9至13中任一項之連續鑄造機，其中前述第二電磁攪拌裝置會對前述鑄片交互地賦予 使前述未凝固部朝前述鑄片之寬度方向其中一側流動的其中一側電磁力、及使前述未凝固部朝前述鑄片之寬度方向另一側流動的另一側電磁力。
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